KR20030027440A - Auto exposure controlling method for camera - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for controlling an automatic exposure of a camera is provided to obtain a required exposure degree when taking a picture from an object by varying the exposure degree depending on the state of the object. CONSTITUTION: A frame is divided into unit blocks. Motion data of unit blocks are calculated. Then, motion data of each unit block are compared with a predetermined critical value, thereby detecting a moving section and a fixed section. Unit blocks included in the moving section are determined as a focusing area and unit blocks included in the fixed section are determined as a non-focusing area. Then, a mean value of automatic exposure control data in the moving section and the fixed section is calculated. An extra weight is added to the mean value of automatic exposure control data in the focusing area. Then, frame automatic exposure control data are calculated by using the automatic exposure control data of the non-focusing area and the automatic exposure control data of the focusing area.

Description

카메라의 자동노출 제어방법{AUTO EXPOSURE CONTROLLING METHOD FOR CAMERA}AUTO EXPOSURE CONTROLLING METHOD FOR CAMERA}

본 발명은 카메라의 자동노출 제어방법에 관한 것으로, 특히 피사체의 모션벡터를 구하고, 그 모션벡터에 따라 피사체의 관심영역을 재설정 함으로써, 움직이는 피사체에 대해서도 정확한 노출로 촬상할 수 있도록 하는 카메라의 자동노출 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling automatic exposure of a camera, and in particular, to obtain a motion vector of a subject, and to reset a region of interest of the subject according to the motion vector, thereby automatically capturing an accurate exposure of a moving subject. It relates to a control method.

카메라의 자동노출기능은 조리개의 열림 정도와 셔터의 속도를 조절하여 필름에 닿는 광의 양과 노출되는 시간을 자동으로 제어하는 것으로, 피사체와 그 주변환경의 광량과 피사체의 광 반사율 등을 고려하여 자동으로 제어된다.The camera's automatic exposure function automatically controls the amount of light hitting the film and the exposure time by adjusting the opening of the aperture and the shutter speed.The camera automatically takes into account the amount of light in the subject and its surroundings and the light reflectance of the subject. Controlled.

이와 같이 자동노출기능을 사용하기 위해서는 촬상되는 영역의 광량을 미리 검출하여 원하는 정도의 광량이 카메라 내로 유입될 수 있도록 하여야 하며, 이때 주변보다는 피사체의 광량에 가중치를 두어 피사체가 더욱 선명하게 촬영될 수 있도록 하며, 이때 피사체가 위치하는 부분으로 미리 설정된 영역을 관심영역(region of interest)이라고 한다.In order to use the auto exposure function, the amount of light in the area to be captured must be detected in advance so that the desired amount of light can be introduced into the camera. In this case, the subject can be captured more clearly by weighting the light amount of the subject rather than the surroundings. In this case, a region previously set as a portion where the subject is located is called a region of interest.

종래 카메라의 자동노출 제어방법은 미리 설정된 영역인 관심영역에 가중치를 두고, 촬상에 필요한 자동노출 제어데이터를 산출하였으며, 이와 같은 종래 카메라의 자동노출 제어방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The automatic exposure control method of the conventional camera is calculated by auto-exposure control data necessary for imaging by weighting a region of interest, which is a preset area. The automatic exposure control method of the conventional camera will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Same as

도1은 카메라를 자동노출모드로 설정하고 촬상한 인물사진으로서, 이에 도시한 바와 같이 입력영상의 전체 수평길이(H)와, 입력영상의 전체 수직길이(V)가 설정되어 있고, 관심영역은 인물사진의 경우 사람의 얼굴이 위치한다고 판단되는 영역인 관심영역(ROI)은 상기 수평길이(H)와 수직길이(V)에 대하여 작은 수평길이(M)와 수직길이(N)가 정의 하는 면적의 영역이 된다.1 is a portrait photograph photographed by setting the camera to the automatic exposure mode. As shown in FIG. 1, the total horizontal length H of the input image and the total vertical length V of the input image are set. In the case of portrait photography, a region of interest ROI, which is determined to be a face of a person, is an area defined by a small horizontal length M and a vertical length N with respect to the horizontal length H and the vertical length V. FIG. Becomes the area of.

이와 같이 인물사진을 촬상하는 경우에는 상기 피사체인 인물과 그 주변의 배경부분이 있으며, 그 배경은 관심영역(ROD)의 밖에 있는 영역인 인물의 얼굴을 제외한 부분과 뒷배경으로 나누어 생각할 수 있다.As described above, in the case of photographing a portrait, there is a person as the subject and a background part around the subject, and the background may be divided into a part and a background except for the face of the person, which is an area outside the ROD.

종래, 자동노출모드에서 촬상하기 위해 상기 전체 수평길이(H)와 전체 수직길이(V)가 정의 하는 촬상영역의 반사율을 검출한다.Conventionally, the reflectance of the imaging area defined by the total horizontal length H and the total vertical length V is detected for imaging in the automatic exposure mode.

이때 상기 전체 수평길이(H)와 전체 수직길이(V)가 정의하는 영역 내에 상기 설명한 관심영역(ROI)이 포함되어 있으며, 보다 선명한 인물 사진을 획득하기 위해서, 상기 인물의 얼굴부분인 관심영역(ROI)에서 검출한 반사율에 가중치를 두어 셔터의 속도 및 조리개의 열림 정도를 설정한다.In this case, the region of interest ROI described above is included in the region defined by the total horizontal length H and the total vertical length V, and in order to obtain a sharper portrait, the region of interest, which is the face portion of the person ( The shutter speed and the opening degree of the aperture are set by weighting the reflectance detected by the ROI).

이때 셔터의 속도 및 조리개의 열림 정도를 설정하기 위한 자동노출 제어데이터는 아래의 식1로 구해진다.At this time, automatic exposure control data for setting the shutter speed and the opening degree of the aperture can be obtained from Equation 1 below.

C=1/{(1+m)×(A+m×B)}C = 1 / {(1 + m) × (A + m × B)}

여기서 C는 셔터의 속도 및 조리개의 열림정도를 설정하기 위한 자동노출 제어데이터이며, A는 관심영역 이외의 부분에서 검출된 평균 자동노출 제어데이터, B는 관심영역(ROI) 내에서의 자동노출 제어데이터이며, m은 가중치로서 각 카메라제조회사 마다 다른 값이며, 실험적으로 가장 최적화된 값을 가진다.Where C is the automatic exposure control data for setting the shutter speed and the opening degree of the aperture, A is the average automatic exposure control data detected outside the region of interest, and B is the automatic exposure control within the ROI. M is a weight and is different for each camera manufacturer, and has the most optimized value experimentally.

자동노출을 결정하는 주요요인으로는 촬상대상의 외기 광량이 중요하게 작용한다. 이는 광량이 많을때는 같은 셔터의 속도 및 조리개의 열림정도 상태에서 촬상하였을때 광량이 많은 조건에서 더 밝은 사진을 얻을 수 있다. 또한 광량이 동일한 경우에는 피사체의 광반사율이 자동노출을 결정하게 되는 요인이 된다.As an important factor in determining automatic exposure, the amount of outside air of an imaging target is important. This means that a brighter picture can be obtained in a condition where the amount of light is high when the image is taken at the same shutter speed and the opening degree of the aperture when the amount of light is large. In addition, when the amount of light is the same, the light reflectance of the subject is a factor that determines auto exposure.

이는 광반사율이 상대적으로 높은 흰색이 검정색에 비해 동일 조건에서 촬상하였을때 더 밝게 나오는 원인이 된다. 자동노출에 사용되는 기준 광반사율은 녹색의 나뭇잎, 나무 등의 반사량인 18%가 기준이다. 이는 자연계물의 평균값이며 광반사율이 18%가 되도록 셔터의 속도와 조리개의 열림 수준을 결정하게 된다.This causes white, which has a relatively high light reflectance, to appear brighter when imaged under the same conditions than black. The reference light reflectance used for automatic exposure is based on 18% of the amount of reflection of green leaves and trees. This is the average value of natural products and determines the shutter speed and the opening level of the aperture so that the light reflectivity is 18%.

이처럼 현재의 조명인 광량과 광반사율을 고려하여 관심영역(ROI) 내의 자동노출 제어데이터(B)와 관심영역(ROI) 외의 자동노출 제어데이터(A)를 산출하고, 그 관심영역(ROI)의 자동노출 제어데이터(B)에 가중치(m)를 더 부가하여, 최종적으로 셔터의 속도와 조리개의 열림정도를 제어하는 자동노출 제어 데이터(C)를 산출하여, 이를 이용한 촬영을 통해 관심영역(ROI) 부분이 보다 선명한 사진을 얻을 수 있게 된다.In this way, the automatic exposure control data B in the ROI and the automatic exposure control data A other than the ROI are calculated in consideration of the amount of light and the light reflectance, which are the current illumination, and the ROI of the ROI is calculated. The weight m is further added to the automatic exposure control data B, and finally, the automatic exposure control data C for controlling the shutter speed and the opening degree of the aperture is calculated. You can get a clearer picture.

상기한 바와 같이 종래 카메라의 자동노출 제어방법은 피사체의 관심부분의 자동노출 제어데이터에 보다 가중치를 둔 전체 자동노출 제어데이터를 구하여, 그 전체 자동노출 제어데이터를 이용하여 관심부분이 주변부보다 선명한 사진을 얻을 수 있으나, 그 관심영역이 고정되어 있어 움직이는 피사체의 촬상시 원하는 노출을얻을 수 없는 문제점이 있었다.As described above, the conventional automatic exposure control method of the camera obtains the total automatic exposure control data weighted more on the automatic exposure control data of the subject of interest, and uses the entire automatic exposure control data to make a photograph of which the region of interest is clearer than the peripheral portion. However, there is a problem that a desired exposure cannot be obtained when imaging a moving subject because the region of interest is fixed.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 관심영역을 피사체의 상태에 따라 변경가능한 카메라의 자동노출 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an automatic exposure control method of a camera that can change a region of interest according to a state of a subject.

도1은 종래 카메라의 자동노출 제어방법에서 사용하는 고정된 관심영역을 보인 사진.1 is a photograph showing a fixed ROI used in an automatic exposure control method of a conventional camera.

도2는 본 발명 카메라의 자동노출 제어방법의 순서도.Figure 2 is a flow chart of the automatic exposure control method of the camera of the present invention.

도3a 및 도3b는 각각 본 발명에 의해 단위블록으로 분할된 프레임과 그 단위블록별로 관심영역을 지정하여 가변적인 형태의 관심영역을 보인 일실시예도.3A and 3B are diagrams illustrating embodiments of a variable region of interest by designating a region divided into unit blocks and regions of interest for each unit block according to the present invention.

상기와 같은 목적은 촬상할 프레임을 복수의 단위블록으로 나누어, 각 단위블록의 모션데이터를 산출하고, 그 모션데이터의 값에 따라 관심영역과 비관심영역을 구분하여, 피사체의 움직임에 따라 가변적인 관심영역을 설정한 후, 그 관심영역에 가중치를 두어 프레임의 자동노출 제어데이터를 구함으로써, 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The purpose of the above is to divide the frame to be imaged into a plurality of unit blocks, to calculate the motion data of each unit block, and to divide the region of interest and the uninterested region according to the value of the motion data, which is variable according to the movement of the subject. This is achieved by setting the region of interest and then weighting the region of interest to obtain automatic exposure control data of the frame. The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명 카메라의 자동노출 제어방법을 보인 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 촬상할 프레임을 블록단위로 분할하고, 각 블록에서의 모션데이터를 산출하는 단계와; 상기 각 단위블록의 모션데이터와 미리 설정한 임계값을 비교하여 움직이는 부분과 움직이지 않는 부분을 검출하는 단계와; 상기 움직임 검출단계에서 움직이는 것으로 판단되는 단위블록들을 관심영역으로 설정하고, 움직이지 않는 것으로 판단되는 단위블록들을 비관심영역으로 설정하는 단계와; 상기 관심영역과 비관심영역의 자동노출 제어데이터의 평균을 구하고, 그 관심영역의 자동노출 제어데이터의 평균에 가중치를 두고, 그 비관심영역 자동노출 제어데이터와 가중치를 둔 관심영역 자동노출 제어데이터를 이용하여 프레임 자동노출 제어데이터를 산출하는 단계로 이루어진다.2 is a flowchart illustrating a method for automatically controlling an exposure of a camera according to the present invention, comprising: dividing a frame to be imaged in units of blocks and calculating motion data in each block as shown in the figure; Detecting a moving portion and a non-moving portion by comparing the motion data of each unit block with a preset threshold value; Setting unit blocks that are determined to move in the motion detection step as a region of interest and setting unit blocks that are determined to not move as an uninterested region; Obtaining an average of the automatic exposure control data of the ROI and the uninterested region, weighting the average of the auto-exposure control data of the ROI, and the ROI auto-exposure control data weighted with the uninterested-region auto-exposure control data Computing frame automatic exposure control data by using a.

이하, 상기와 같은 본 발명 카메라의 자동노출 제어방법을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the automatic exposure control method of the camera of the present invention as described above will be described in more detail.

먼저, 프레임분할단계에서는 도3a에 도시한 바와 같이 촬상할 영역을 다수의 단위 블록으로 분할한다.First, in the frame division step, the area to be imaged is divided into a plurality of unit blocks as shown in Fig. 3A.

이때의 분할은 그 블록의 수가 많을 수록 보다 정확한 자동 노출을 제어할 수 있다.In this case, the larger the number of blocks, the more accurate automatic exposure can be controlled.

그 다음, 모션데이터 산출단계에서는 상기와 같이 촬상될 영역을 다수의 단위 블록으로 분할한 후, 블록단위의 모션 데이터를 산출한다.Next, in the motion data calculation step, the area to be imaged is divided into a plurality of unit blocks, and then motion data in block units is calculated.

이때의 모션데이터는 동영상의 압축에서 사용하는 바와 같이 현재 프레임과 이전 프레임을 비교하여 획득할 수 있다.The motion data at this time may be obtained by comparing the current frame with the previous frame as used in the compression of the video.

그 다음, 움직임검출단계에서는 상기의 방법으로 모션데이터를 구한 후, 그 모션데이터의 평균값을 구한다. 그 평균값은 움직임 여부를 확인할 기준데이터인 임계값(Th)으로 사용한다.Next, in the motion detection step, motion data is obtained by the above method, and then the average value of the motion data is obtained. The average value is used as a threshold value Th which is reference data for confirming movement.

그 다음, 관심영역 설정단계에서는 상기 각 단위블록의 모션데이터와 상기 모션데이터의 평균값인 임계값(Th)을 비교하여 단위블록의 모션데이터 값이 임계값(Th)보다 큰 경우에 그 단위블록을 관심영역(ROI)으로 지정한다.Next, in the ROI setting step, the motion data of each unit block is compared with a threshold value Th, which is an average value of the motion data, and when the motion data value of the unit block is larger than the threshold value Th, the unit block is selected. Designated as ROI.

그리고, 특정한 단위블록의 모션데이터 값이 임계값(Th) 보다 작은 경우에는 그 단위블록은 관심영역(ROI)에서 제외시킨다.When the motion data value of a specific unit block is smaller than the threshold Th, the unit block is excluded from the ROI.

도3b에 도시한 바와 같이 관심영역(ROI)이 전체화면의 중앙부인 A22, A23, A32, A33, A35, A42~A45, A52~A55 영역으로 설정된 것이며, 이는 피사체의 움직임에 따라 항상 변화되는 영역이다.As shown in FIG. 3B, the ROI is set to areas A22, A23, A32, A33, A35, A42 to A45, and A52 to A55 which are the centers of the entire screen, which are always changed according to the movement of the subject. to be.

이와 같이 관심영역(ROI)의 설정을 종래 고정된 형태에서, 가변적인 형태로 변화시킴으로써 그 관심영역(ROI)에 대한 보다 향상된 자동노출의 효과를 얻을 수 있게 된다.Thus, by changing the ROI setting from the conventional fixed form to the variable form, it is possible to obtain an improved effect of auto exposure on the ROI.

그 다음, 자동노출 제어데이터 산출단계에서는 상기 획득된 관심영역(ROI)의 자동노출 제어데이터(B)을 구하고, 관심영역(ROI) 이외의 영역의 자동노출 제어데이터(A)을 구한다.Next, in the automatic exposure control data calculating step, the obtained automatic exposure control data B of the region of interest ROI is obtained, and the automatic exposure control data A of a region other than the region of interest ROI is obtained.

그 다음, 상기 관심영역의 자동노출 제어데이터(B)에 가중치(m)를 부여한 상기의 수학식1을 사용하여 전체 프레임에 대한 자동노출 제어데이터(C)를 획득하여, 그 자동노출 제어데이터(C)에 따라 카메라의 셔터속도를 결정하고, 조리개의 열림정도를 결정하여 촬상하게 된다.Subsequently, the autoexposure control data C for the entire frame is obtained using Equation 1 above, in which the weight m is assigned to the autoexposure control data B of the ROI, and the auto exposure control data ( According to C), the shutter speed of the camera is determined, and the opening degree of the aperture is determined to capture the image.

즉, 관심영역(ROI)을 피사체의 움직임을 고려하여 고정된 형태가 아닌 가변적인 형태로 설정하고, 가중치(m)를 관심영역(ROI)의 자동노출 제어데이터(A)에 곱하여 그 관심영역(ROI)의 비중을 높게 함으로써, 움직이는 물체를 촬상함에 있어서 보다 우수한 자동노출 제어를 수행할 수 있게 된다.That is, the ROI is set to a variable shape rather than a fixed shape in consideration of the movement of the subject, and the weight m is multiplied by the automatic exposure control data A of the ROI to determine the ROI. By increasing the specific gravity of the ROI, it is possible to perform better automatic exposure control in imaging the moving object.

이와 같은 방법은 디지털 카메라나, 캠코더, IMT2000 등에 적용하여 사용할 수 있으며, 자동노출을 보다 정확하게 수행할 수 있게 된다.Such a method can be applied to a digital camera, a camcorder, an IMT2000, or the like, and can perform auto exposure more accurately.

상기한 바와 같이 본 발명 카메라의 자동노출 제어방법은 피사체의 움직임 정보를 이용하여 자동노출 제어데이터의 형성에 비중이 큰 관심영역을 지정하여, 그 관심영역을 가변적으로 정의 함으로써, 움직이는 물체의 촬상에 대한 자동노출제어를 보다 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, the automatic exposure control method of the camera of the present invention designates a region of interest having a large weight in the formation of the automatic exposure control data by using the motion information of the subject, and variably defines the region of interest to capture the moving object. There is an effect that can perform more accurate automatic exposure control.

Claims (3)

촬상할 프레임을 블록단위로 분할하는 프레임분할단계와; 상기 프레임을 분할한 블록단위의 모션데이터를 산출하는 모션데이터 산출단계와; 상기 각 단위블록의 모션데이터와 미리 설정한 임계값을 비교하여 움직이는 부분과 움직이지 않는 부분을 검출하는 움직임 검출단계와; 상기 움직임 검출단계에서 움직이는 것으로 판단되는 단위블록들을 관심영역으로 설정하고, 움직이지 않는 것으로 판단되는 단위블록들을 비관심영역으로 설정하는 관심영역 설정단계와; 상기 관심영역과 비관심영역의 자동노출 제어데이터의 평균을 구하고, 그 관심영역의 자동노출 제어데이터의 평균에 가중치를 두고, 그 비관심영역 자동노출 제어데이터와 가중치를 둔 관심영역 자동노출 제어데이터를 이용하여 프레임 자동노출 제어데이터를 산출하는 자동노출 제어데이터 산출단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라의 자동노출 제어방법.A frame dividing step of dividing a frame to be photographed in block units; A motion data calculating step of calculating motion data in units of blocks obtained by dividing the frame; A motion detection step of detecting a moving portion and a non-moving portion by comparing the motion data of each unit block with a preset threshold value; A region of interest setting step of setting unit blocks that are determined to move in the motion detection step as a region of interest and setting unit blocks that are determined to not move as an uninterested region; Obtaining an average of the automatic exposure control data of the ROI and the uninterested region, weighting the average of the auto-exposure control data of the ROI, and the ROI auto-exposure control data weighted with the uninterested-region auto-exposure control data The automatic exposure control method of the camera, characterized in that the automatic exposure control data calculation step of calculating the frame automatic exposure control data using. 제 1항에 있어서, 상기 임계값은 각 단위블록의 모션데이터의 평균값이며, 각 단위블록의 모션데이터값이 그 임계값보다 클때 관심영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 카메라의 자동노출 제어방법.The method of claim 1, wherein the threshold value is an average value of motion data of each unit block, and is set as the ROI when the motion data value of each unit block is larger than the threshold value. 제 1항에 있어서, 자동노출 제어데이터 산출단계는 아래의 수학식을 이용하여 프레임의 자동노출 제어데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 카메라의 자동노출 제어방법.The method of claim 1, wherein the automatic exposure control data calculating step calculates automatic exposure control data of a frame by using the following equation. C=1/{(1+m)×(A+m×B)}C = 1 / {(1 + m) × (A + m × B)} 여기서, C는 프레임의 자동노출 제어데이터, A는 비관심영역의 자동노출 데이터 평균, B는 관심영역의 자동노출 제어데이터 평균, m은 가중치.Where C is autoexposure control data of a frame, A is autoexposure data average of an uninterested region, B is autoexposure control data average of a region of interest, and m is a weight.
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